反电渗析法海水淡化副产浓水盐差能利用

海水淡化是解决淡水资源短缺的有效途径,其副产的浓海水具有较高的浓度,而基于离子交换膜的反电渗析（RED）法发电是对盐差能利用的有效手段。通过模拟计算研究了以反渗透法海水淡化副产的浓水和海水为进料的情况下,RED装置发电的功率密度和能量效率,并探讨了多级操作对于RED系统功率密度和能量效率的影响。结果表明：单级RED的发电功率密度随水回收率的提高和隔板厚度的降低而增大,但过程的能量效率均低于30%。RED多级操作能显著提高系统的能量效率。探讨了影响淡化浓海水盐差能利用效果的因素,并提出多级RED作为提高浓水盐差能利用效率的手段,研究结果为海水淡化副产浓水的利用提供了一种新的思路。     

电渗析中离子交换膜极化机理的研究 (Ⅰ)膜的极化与反离子迁移性质的关系

一、绪言关于电渗析过程中离子交换膜的浓差极化及其危害、研究浓差极化机理的意义和现况,我们在“电渗析中离子交换膜极化行为的探讨”一文中,已作了简要的叙述。该文报道了国内外十种以上离子交换膜在NaCl溶液(和海水)体系中的极化行为。结果表明,无论是NaCl溶液或是海水体系中,并未发现阳膜水解离远远     

焦化生化出水电渗析脱盐研究

采用电渗析技术对焦化生化出水如曝气生物滤池出水及反渗透浓水进行脱盐,考察不同废水中的离子迁移、废水脱盐及离子交换膜污染情况。结果表明:2种焦化废水采用电渗析处理具有较好的脱盐效果,其中不同离子的迁移脱除与其浓度、离子半径等密切相关。膜电阻测试表明,不同焦化废水电渗析体系中不同离子交换膜的污染存在差别。扫描电镜和红外分析表明,曝气生物滤池出水主要由有机物造成阴离子交换膜污染,而反渗透浓水主要在电渗析浓室侧的膜表面形成颗粒状的无机污染,且阳膜浓室侧比阴膜浓室侧更显著。     

溶液浓差能驱动的逆电渗析反应器制氢实验研究

低品位热能制氢技术首先是将热能转换为溶液浓差能，然后通过逆电渗析（RED）反应器将溶液浓差能转换成氢能。为了验证RED反应器能将溶液浓差能转换为氢能，探索关键运行参数变化对能量转换过程的影响。设计了一个由40个膜对所构成的RED反应器，以NaCl水溶液为工作溶液，NaOH水溶液为电极液的制氢系统。通过改变浓/稀溶液入口浓度，溶液过膜流速以及输出电流来考察对RED反应器产氢率、制氢效率和能量转换效率的影响。实验结果发现，浓/稀溶液入口浓度，过膜流速变化均会影响RED反应器的输出电流。在外电路短接条件下，输出电流越大，反应器产氢率和制氢效率越高，但能量转换效率越低。     

电渗析浓缩海水制盐

介绍了国外电渗析海水浓缩制盐技术经济现状,分析了浓缩过程对离子交换膜传质性能的要求.采用反渗透浓水电渗析浓缩制盐的制约因素之一是膜堆沉淀结垢,讨论了防止沉淀结垢的措施.从我国电渗析技术水平出发,提出了开发电渗析浓缩制盐技术的建议.     

电流与浓差对逆电渗析电堆内质量传递的影响

以氯化钠溶液作为工质情况下,通过改变逆电渗析电堆输出电流和溶液浓差,对由5对Selemion型离子交换膜(IEMs)单元电池所构成的实验用RED电堆进行堆内质量传递规律的实验研究。研究结果发现,IEMs选择性系数(α)、溶剂透膜渗透速率(vw)、溶质透膜迁移通量(JNaCl)和同价离子透膜扩散率(DNaCl)均受电堆电流密度和溶液浓差的影响。当溶液浓差增大时,α降低,而vw、JNaCl和DNaCl均增大;当电流密度增大时,α和vw降低,JNaCl和DNaCl增大。     

海水中的污染物对逆电渗析电堆性能的影响

海水淡化装置排出的浓缩卤水会造成盐差能的浪费,逆电渗析电堆可以有效回收这种盐差能,并直接转换为电能。但是以海水和浓缩卤水为工作溶液的电堆性能易受工作溶液中不溶性物质的影响。为揭示这种影响规律,对逆电渗析电堆进行了定期的污染物附着实验研究。首先定期测试逆电渗析电堆的输出性能,获得了电堆性能衰减的规律;进而采用扫描电镜和能谱分析仪对离子交换膜和隔垫上的污染物种类进行分析,探究各附着物引起电堆性能下降的原因。结果表明：运行初期（0～20 d）,电堆的开路电压、最大功率密度、能量转换效率,以及内阻变化速度快;运行后期（20～45 d）,浓缩卤水侧的压降增速较快。本研究可为逆电渗析电堆的清洗策略提供一定的理论支持。     

不同单价电解质水溶液对逆电渗析电堆工作特性的影响

以5种工质盐溶液作为逆电渗析堆（RED）的工作溶液,分别在两种浓度（mol/L）比（3/0.05、5/0.05）下,分析逆电渗析堆主要工作特性参数：开路电压、电堆欧姆内阻以及功率密度。实验结果表明：电导率高的电解质溶液为工质时,电堆内阻降低,实验中以浓度比5/0.05溴化铵溶液为工质的电堆具有最低的欧姆内阻（2.80Ω）,同时电堆开路电压也最低（1.355V）。因为过高的溶液浓度梯度降低了离子交换膜的离子选择透过性。浓度比5/0.05乙酸钾溶液为工质的电堆具有高的开路电压,达到1.929V,比氯化锂溶液高6.9%,但其电堆内阻比氯化锂溶液高17%,以氯化锂溶液为工质的电堆输出的最大功率密度达到2.217W/m²。以乙酸钠溶液为工质开路电压比乙酸钾稍低,但其内阻过高,使得输出的最大功率密度最小。     

电流与浓差对逆电渗析电堆内质量传递的影响

以氯化钠溶液作为工质情况下,通过改变逆电渗析电堆输出电流和溶液浓差,对由5对Selemion型离子交换膜（IEMs）单元电池所构成的实验用RED电堆进行堆内质量传递规律的实验研究。研究结果发现,IEMs选择性系数（a）、溶剂透膜渗透速率（v_w）、溶质透膜迁移通量（J_NaCl）和同价离子透膜扩散率（D_NaCl）均受电堆电流密度和溶液浓差的影响。当溶液浓差增大时,a降低,而v_w、J_NaCl和D_NaCl均增大;当电流密度增大时,a和v_w降低,J_NaCl和D_NaCl增大。     

双极膜电渗析处理精制浓海水制备酸碱

采用自行研制的三隔室型双极膜电渗析(BMED)膜堆,以模拟精制浓海水为原料制备酸碱,考察了操作条件对膜堆性能的影响和运行过程中酸碱室的盐组分泄漏问题。结果表明,在电流密度为30 m A/cm~2,精制浓海水盐的质量浓度为147 g/L,碱(酸)与盐初始溶液体积比为1:1的条件下,实验范围内产品碱的收率可达56.4%;膜堆产率和碱收率随电流密度的提高而提高,但电流效率随之下降;较大的碱(酸)与盐初始溶液体积比有利于盐离子的迁移,电流效率相应上升,过程能耗减小;膜堆电阻随浓海水盐含量的升高而减小,过程能耗降低,但产品碱的收率有所下降。实验过程在酸室中检测到有Na~+、K~+,而碱室中检测到Cl~-,表明所用双极膜和阴阳离子交换膜存在一定程度的离子泄漏,且随过程运行逐步加剧。